Способ получения силиката лития

 

Изобретение относится к способам получения спеченного силиката лития и позволяет получить высокоплотный продукт спекания высокого качества без трещин. Карбонат лития и двуокись кремния тщательно перемешивают. Полученную смесь подвергают предварительному прокаливанию во влажном воздухе при 410-440°С с образованием в упомянутой смеси по меньшей мере 25% по массе гексагональной фазы, состоящей из лития, кремния и кислорода, параметры кристаллов которой составляют A=3,06 А

C=4,97 А. Полученный продукт затем подвергают высокоплотному спеканию или непосредственно, или после прокаливания при 450-600°С.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1), С 01 В 33/20

:,. Д =(- А

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ (1РИ ГКНТ СССР

1 (21) 3957950/23-26 (22) 20.09.85 (31) 260505 (32) 21,09.84 (33) BE (46) 30.12.89. Бюл. М- 48 (71) Сантр д Этюд де л Энержи

Нюклеэр "С.Э.Н." (BE) (72) Альфред Жан Пьер Флипо, Паулус

Хенрикус Филомена Диелс и Раймон

Жозеф Алексис Лекок (BE) (53) 546.28(088.8) (56) Патент Франции У 2270205, кл. С 01 В 33/32, 1975.

Гмелин. Словарь неорганической химии. Литий. Доп. т. N - 20, Гамбург, 1960, с. 515.

Изобретение относится к способам получения силиката лития, который можно использовать в качестве футеровочного материала для плавильных реакторов, предназначенных для получения трития.

Цель изобретения — повышение удельной поверхности при обеспечении возможности получения путем спекания высокоплотных гранул с плотностью выше 857 теоретической плотности.

Пример 1. 190 г порошка карбоната лития, 160 r порошка Аэросил (фирмы Дегусса АГ ФРГ) с удельной поверхностью 300 м /r смешали с дистиллированной водой, получив пастообразную массу. Эта паста осаждалась в течение 60 мин под водой в истираю((9. SU (Ill 1 533 2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛИКАТА ЛИТИЯ (57) Изобретение относится к способам получения спеченного силиката лития и позволяет получить высокоплотный продукт спекания высокого качества беэ трещин. Карбонат лития и двуокись кремния тщательно перемешивают. Полученную смесь подвергают предварительному прокаливании во влажн -;> во-духа пр9 410-440 С с образованием в упомянутой смеси по меньшей мере 25Х по массе гексагональной фазы, состоящей из лития, кремния и кислорода, параметры кристаллов о которой составляют а = 3.06 А, с

= 4,97 А. Полученный продукт затем подвергают высокоплотному спеканию или нспосредственно, или после прокаливания при 450-600 С, щем устройстве, в котором шары и рычаги выполнены из окиси алюминия.

Затем зту суспензию постоянно перемешивают для предотвращения расслоения и высушивают распылением.

Полученный мелкодисперсный порошок имеет удельную поверхность

110 м /г.

Порошок подвергают термообработке в насыщенном при комнатной температуре влажном воздухе в начале при

430 С в течение 30 ч до образования

25Х гексагональной фазы, а затем прокаливанию при 600 С в течение

16 ч и наконец осуществляют гранулирование при давлении 2,5 т/см в матрице диаметром 6 мм (гексагональная

1533623

251 о фаза имеет .параметры à -- "-,06 А и с = 4„97 А).

После спекания при 950 С в воздухе в течение 9 ч гранулы имеют плот5 ность 91,4% от теоретического значения.

Такая же смесь осаждалась в течеННе 2 ч вместо 1 ч и после аналогичной обработки спеченные гранулы имели плотность 95% от теоретического значения, при этом сь|рые гранулы имели плотность 48% от тссретическозначения, оНН им! ли «IHOTHocTE> 98% ст теоретического значения при начальной плотности сырьгк гранул 50% от теоретического значения „

Пример 2. 272 г г.орошка карбоната лития смешивали с. 228 г двуокиси кремния (Аэросил фирмы Дегусeа АГ, ФРГ) и водой, осаждали в течение 60 мин в истирающем устройстве и высушиваг(и распыпиванием„

1 Высушеннь1й порошок предварительно спрессовывали в гранулы диаметром

12 мм под давлением 1,2 т,,см"„ Гранулы получались на сетке с ячейкой t мм, изготовленные гранулы последовательно обрабатывались при 4 10 С в течение 6 ч, при 420 С вЂ” в течение б

1!э ч и при 430 С вЂ” в течение 8 ч в атмосфере влажного воздуха с относи" тельной влажностьк 30% до образова..г-1я 25% гексагональной йазы с параметрамн a -= 3,06 А, с =- 4,97 А, затем ведут "pанулированнe IIод давлеаием 2,5 т/см . Плотнс>с:":ь гранул

t. достигла 87,6% от теоретического значения нри обработке при 950 С в течение 3 ч и 81,1% от теоретического значения при обработке пр«1 950 С в течение 1 ч.

Пример 3. Термообработанные гранулы, полученные по примеру 2,, подвергали прокаливани1о при 525оС в течение i2 ч, причем пеэед этим гра" вулирование производили под давлекием 2,5 тэсм . Плотность гранул до(!1 стигла 93% ат теоретического значения при обработке при 925 С в тече1-«ие 3 ч и 90% при обработке г(ри

950 С в течение 1 ч.

П р и м e, p 4„Готовят смесь,, как в примере 2, и пслученный порошок термообрабатывают при 440 С во влажном воз!1ухе (насыценном водой 5 при t 25оС) сп мстя I4 ч образуется 25% гексагональной фазы с парамет-!! рами а = 3,06 A и с =: 4,97 А, далее ведут прокалива11ие при 450 С в течение 10 ч.

Продукт подвергают гранулированию и спеканию н течение 3 ч при 925 С.

Плотность гранул достигает 9 1% от теоретического значения.

Пример 5. Порошкообразный . карбонат лития смешивают двуокисью кремния и водой, измельчают в течение

3G мин в жерновой мельнице и сушат распылением. Высушенный порошок уплотняют холодным изостатическим обжатием под давлением 200 бар.

Затем гранулы прокаливают во влажном воздухе с относительной влажность1о 40% путем медленного повышения температуры от 4 10 до 480 С в течение 70 ч, затем продукт прокалива1от в течение 3 ч при 700 С и гранулируют под давлением 1,2 т/см с получе2 вием гранул диаметром 17 мм. Хотя после т ермообработки продукт пав торн с о прокалили. при 700 С, спекаемость оказалась удовлетворительной, а плотность после. обжига в течение 5 ч при ! э

925 С составила 95% от теоретической.

Н р и и е р 6, Размог(отый в шароВоН мельнице порошок карбоната лития смешивают с двуокись!о кремния и водой и сушат расвылением, Состав порошка соответствует стехиометрическому составу метасипиката лития, ПоpomoI< прокаливак!т в воздухе, насыщенHoN Boj3GA IIpvi 20 С „ II@ YeM Me+,(eHHoI о нагрева в течение 60 ч от 4 l0 до

480 С. Затем продукт повторно прокаливают в течение 5 ч при 600 С, уплотняют и гранулируют под давлением т/см . После спекания при 950 ("

z в течение 10 ч гглотность достигает

9 3% от те ор етичес кой . !

Во всех примерах получен c:«печенIBtIH силина 1 HHTHH имеюшии ILIIOTHOCTEf по краиней мере. 85% OT теоретической плотности. Известньгй способ не позволяет получить продукты спекания с высокой плотностью и не дает продукты спекания силиката лития хорошего качества. Плотность ло прототипу может быть не выше 78% теоретической.

Удель11ая поверхность 15-60 м /г является обязательной характерис !эикой промежуточного продукта, который является только предварительно кальцинироваиным или смесью предварительно кальцинированного и кальциниро" ванного продуктов, предшествующих продукту спекания. Эта характеристиФормула изобретения

Составитель Т.Чиликина

Техред M.Õîäàíè÷

Корректор Т.Малец

Р ед акт ор А. Доли нич

Заказ 8110/59 Тираж 435 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

KB является важнои,, так как очевидно, что чем выше удельная поверхность промежу-.очного порошка, тем выше плотность конечного продукта спекания будет получена.

Удельные поверхности промежуточных порошкообразных продуктов, полученных в соответствии с изобретением, и удельные поверхности продуктов, полученных в соо — âåòñòâèè с прототипом, результат одних и тех же процессов, но без нредвари- елькой кальцинации.

Удельные поверхности в соответствии " изобретением варьируются от

15 до 56 м /г. но с кальцинацией о при 600 С г те -.ение 24 ч удельная поверхность буде" равна только 3,5 и /г

Например, если по известным способам в качестве исходного материала используются распыленно-высушенные частицы с Jap. .bHQA поверхноctbt0

50 и /г, то после кальцинацин только в течение 20 ч при 675 С получения удельная поверхность равна 7 м /г (увели =.иваетгя по 9 м /r, если ка.--:=2 цинация сопровождается 3-минутньм перемалыванием в шаровой мельнице .

После предварительной кальцинации при 410-440 С v кальцинации (20 ч при 675 С) "- "с.оответствии с изобре-е--о нием удельная поверхность cocTdBëÿe 34, /г

Таким образом плотность продуктов,. приготовленных в соответствии с предлагаемым процессом, значитель-но выше, чем приготовленных по ранее известным процессам, хотя процессы отличаются -.îëüêî тем, что в соо -33623 б

; твин с изобретением имеет место предварительная температурная обрао ботка при 4 10-440 С, которая отсутствует в известных способах, в которых гексагональная фаза не образуется.

i0

1. Способ получения силиката лития, включающий термообработку гомогенной смеси карбоната лития и двуокиси кремния с последующим спеканием термообработанной смеси, о т л и15 ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности получения путем спекания высокоплотных гранул с, плотностью выше 85Х теоретической плотности, термообработку ведут при

4 10-440 С в атмосфере влажного воздуха от относительной влажности

307, до насыщенной при комнатной температуре влажности до образования в смеси 25 мас.Е гексагональной фазы с параметрами кристаллов а = 3,06 3» и с "= 4 97 Хе

2. Сгособ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем., что продукт термообработкн перец спеканием подверга 0 ат предварительному прокапиваьппо при 450-600 о .",, 3. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что термообработку при 410-4 0 " ведут в "ечение 1435 30 ч.

4. Способ поп. 1, отличаюшийся тем. что процесс ведут путем постепенного повышения температуры от 4 10 идо 480 С в течение 60-70 ч.